Smart hjem baseret på Arduino-controllere: design og organisering af kontrolleret rum

Udviklingen af ​​automatiseringsværktøjer har ført til skabelsen af ​​komplekse systemer, der forbedrer menneskets livskvalitet.Mange kendte producenter af elektronik og softwaremiljøer tilbyder færdige standardløsninger til forskellige objekter.

Selv en uerfaren bruger kan udvikle uafhængige projekter og sammensætte et "smart hjem" ved hjælp af Arduino, så det passer til deres behov. Det vigtigste er at forstå det grundlæggende og ikke være bange for at eksperimentere.

I denne artikel vil vi se på princippet om at skabe og hovedfunktionerne i et automatiseret hjem baseret på Arduino-enheder. Vi vil også overveje de anvendte tavletyper og systemets hovedmoduler.

Oprettelse af systemer på Arduino-platformen

Arduino er en platform til udvikling af elektroniske enheder med automatisk, halvautomatisk eller manuel styring. Det er lavet efter princippet om en designer med klart definerede regler for interaktion mellem elementer. Systemet er åbent, hvilket giver tredjepartsproducenter mulighed for at deltage i dets udvikling.

Klassisk «smart hus» består af automatiserede blokke, der udfører følgende funktioner:

• indsamle de nødvendige oplysninger gennem sensorer;
• analysere data og træffe beslutninger ved hjælp af en programmerbar mikroprocessor;
• implementere de beslutninger, der er truffet ved at udstede kommandoer til forskellige enheder.

Arduino-platformen er god, netop fordi den ikke er låst til en bestemt producent, men giver forbrugeren mulighed for at vælge de komponenter, der passer til ham. Deres udvalg er enormt, så du kan realisere næsten enhver idé.

Vi anbefaler at tjekke de bedste ud smarte enheder til hjemmet.

For at lære, hvordan du arbejder med Arduino, kan du købe et startsæt på producentens hjemmeside. Kendskab til teknisk engelsk er påkrævet, da dokumentationen ikke er russificeret

Ud over de mange forskellige tilsluttede enheder tilføjer programmeringsmiljøet implementeret i C++ variation. Brugeren kan ikke kun bruge de oprettede biblioteker, men også programmere systemkomponenternes reaktion på nye hændelser.

Hovedtavleelementer

Hovedelementet i et "smart hjem" er en eller flere centrale (moder)tavler. De er ansvarlige for samspillet mellem alle elementer. Først efter at have identificeret de opgaver, der skal løses, kan du begynde at vælge systemets hovedknude.

Bundkortet kombinerer følgende elementer:

• Mikrocontroller (processor). Dens hovedformål er at udlæse og måle spænding i portene i området 0-5 eller 0-3,3 V, gemme data og udføre beregninger.
• Programmer (ikke alle boards har det). Ved hjælp af denne enhed skrives et program ind i mikrocontrollerens hukommelse, ifølge hvilket "smart home" vil fungere. Den er forbundet til en computer, tablet, smartphone eller anden enhed ved hjælp af et USB-interface.
• Strøm regulator. En 5 volt enhed er påkrævet for at forsyne hele systemet.

Adskillige board-modeller produceres under Arduino-mærket.De adskiller sig fra hinanden i formfaktor (størrelse), antal porte og hukommelseskapacitet. Det er baseret på disse indikatorer, at du skal vælge en passende enhed.

Det er bedre at købe Arduino boards og skjolde til dem fra producenten, da de er af bedre kvalitet end kompatible enheder produceret i Kina

Der er to typer porte:

• digital, som er markeret på tavlen med bogstaver "d";
• analog, som er markeret med bogstavet "en".

Takket være dem kommunikerer mikrocontrolleren med tilsluttede enheder. Enhver port kan fungere både til at modtage et signal og sende det ud. Digitale porte mærket "pwm" er beregnet til input og output af et PWM-signal (pulsbreddemodulation).

Derfor, før du køber et bord, er det nødvendigt i det mindste tilnærmelsesvis at estimere niveauet af dets belastning på forskellige enheder. Dette giver dig mulighed for at bestemme det nødvendige antal porte af alle typer.

Det skal forstås, at smart home-systemet ikke nødvendigvis skal tilsluttes en kontrolenhed baseret på et enkelt bundkort. Funktioner som fx at tænde kunstig belysning i lokalområdet afhængigt af tidspunktet på dagen og opretholde en vandreserve i lagertanken er uafhængige af hinanden.

Ud fra et synspunkt om at sikre pålideligheden af ​​det elektroniske system, er det bedre at adskille ikke-relaterede opgaver i forskellige blokke, hvilket Arduino-konceptet gør det nemt at implementere. Hvis du kombinerer mange enheder på ét sted, kan mikroprocessoren blive overophedet, konflikt mellem softwarebiblioteker og vanskeligheder med at finde og eliminere software- og hardwarefejl.

Tilslutning af mange forskellige typer enheder til et kort bruges normalt i robotteknologi, hvor kompakthed er vigtig. For et "smart hjem" er det bedre at bruge sin egen base til hver opgave

Hver mikroprocessor er udstyret med tre typer hukommelse:

• Glimtvis erindring. Hovedhukommelse, hvor systemstyringsprogramkoden er gemt. En lille del af det (3-12%) er optaget af et indbygget bootloader-program.
• SRAM. RAM, hvor midlertidige data, der er nødvendige for at køre programmet, gemmes. Den har høj driftshastighed.
• EEPROM Langsommere hukommelse, hvor data også kan gemmes.

Den største forskel mellem typer af hukommelse til datalagring er, at når strømmen er slukket, går den information, der er optaget i SRAM, tabt, men forbliver i EEPROM. Men den ikke-flygtige type har også en ulempe - et begrænset antal skrivecyklusser. Dette er noget, du skal huske på, når du opretter dine egne applikationer.

I modsætning til brugen af ​​Arduino inden for robotteknologi, kræver de fleste smart home-opgaver ikke meget hukommelse hverken til programmer eller til lagring af information.

Typer af brædder til montering af et smart hjem

Lad os se på de hovedtyper af tavler, der oftest bruges ved montering af smart home-systemer.

Vis #1 - Arduino Uno og dens derivater

De mest brugte boards i smart home-systemer er Arduino Uno og Arduino Nano. De har tilstrækkelig funktionalitet til at løse typiske problemer.

At have fuldlængde boards drevet fra 7-12 Volt giver mange fordele. Først og fremmest er dette muligheden for langsigtet autonom drift fra standardbatterier eller genopladelige batterier

Hovedparametre for Arduino Uno Rev3:

• processor: ATMega328P (8 bit, 16 MHz);
• antal digitale porte: 14;
• heraf med PWM funktion: 6;
• antal analoge porte: 6;
• flashhukommelse: 32 KB;
• SRAM: 2 KB;
• EEPROM: 1 KB.

For kort tid siden blev en modifikation frigivet - Uno Wi-Fi, som indeholder et integreret ESP8266-modul, der giver dig mulighed for at udveksle information med andre enheder ved hjælp af 802.11 b/g/n-standarden.

Forskellen på Arduino Nano og dens større modstykke er, at den ikke har sit eget 12 V strømstik Dette gøres for at opnå en mindre enhedsstørrelse, som gør, at den nemt kan skjules i et lille rum. Også til disse formål erstattes standard USB-forbindelsen af ​​en chip med et mini-USB-kabel. Arduino Nano har 2 flere analoge porte sammenlignet med Uno.

Der er en anden modifikation af Uno-brættet - Arduino Mini. Den er endnu mindre end Nano, og meget sværere at arbejde med. For det første skaber manglen på en USB-port et problem med firmwaren, da du skal bruge en USB-Serial Converter til dette. For det andet er dette board mere kræsent, når det kommer til strømforsyning - det er nødvendigt at levere et indgangsspændingsområde på 7-9 V.

Af de ovenfor beskrevne årsager bruges Arduino Mini-kortet sjældent til smart home-betjening. Det bruges normalt enten i robotteknologi eller i gennemførelsen af ​​færdige projekter.

Vis #2 - Arduino Leonardo og Micro

Arduino Leonardo-brættet ligner Uno, men lidt mere kraftfuldt. En anden interessant egenskab ved denne model er, at den identificeres som et tastatur, en mus eller et joystick, når den er tilsluttet en computer. Derfor bruges det ofte til at skabe originale spilleenheder og simulatorer.

Tabel over størrelser og dimensioner af Uno, Leonardo og deres miniatureanaloger. Udviklerne fulgte ikke logikken i navnene - "nano" skulle være den mindste

De vigtigste parametre for Arduino Leonardo er som følger:

• processor: ATMega32u4 (8 bit, 16 MHz);
• antal digitale porte: 20;
• heraf med PWM funktion: 7;
• antal analoge porte: 12;
• flashhukommelse: 32 KB;
• SRAM: 2,5 KB;
• EEPROM: 1 KB.

Som det kan ses på listen over parametre, har Leonardo flere porte, hvilket gør det muligt for denne model at blive fyldt med et større antal sensorer.

Også for Leonardo er der en miniatureanalog med absolut identiske egenskaber kaldet Micro. Den har ikke en 12V strømforsyning og i stedet for en fuld USB-indgang er der en chip til et mini-USB-kabel.

Leonardo modifikationen kaldet Esplora er en ren gaming model og er ikke egnet til behovene i et "smart hjem".

Vis #3 - Arduino 101, Arduino Zero og Arduino MKR1000

Nogle gange kræver driften af ​​smart home-systemer implementeret på basis af Arduino en masse computerkraft, som 8-bit mikrocontrollere ikke er i stand til at levere. Opgaver som stemme- eller billedgenkendelse kræver en hurtig processor og en betydelig mængde RAM til sådanne enheder.

For at løse sådanne specifikke problemer bruges kraftfulde boards, der fungerer efter Arduino-konceptet. Antallet af porte, de har, er omtrent det samme som Uno- eller Leonardo-kort.

Arduino 101 har samme dimensioner som Uno eller Leonardo, men vejer næsten dobbelt så meget. Årsagen til dette er tilstedeværelsen af ​​to USB-indgange og yderligere chips

Et af de nemmeste at bruge, men alligevel kraftfulde boards, Arduino 101 har følgende egenskaber:

• processor: Intel Curie (32 bit, 32 MHz);
• flashhukommelse: 196 KB;
• SRAM: 24 KB;
• EEPROM: nej.

Derudover er tavlen udstyret med BLE-funktionalitet (Bluetooth Low Energy) med mulighed for nemt at forbinde færdige løsninger, såsom pulsmåler, modtage information om vejret uden for vinduet, sende sms'er mv. Et gyroskop og et accelerometer er også integreret i enheden, men de bruges hovedsageligt i robotteknologi.

Et andet lignende bord, Arduino Zero, har følgende indikatorer:

• processor: SAM-D21 (32 bit, 48 MHz);
• flashhukommelse: 256 KB;
• SRAM: 32 KB;
• EEPROM: nej.

Et karakteristisk træk ved denne model er tilstedeværelsen af ​​en indbygget debugger (EDBG). Med dens hjælp er det meget lettere at finde fejl, når du programmerer kortet.

Når du skriver omfangsrig kode, oplever selv en højt kvalificeret programmør fejl. Brug en debugger for at finde dem

Arduino MKR1000 er en anden model, der er velegnet til høj-effekt computing. Den har en mikroprocessor og hukommelse svarende til Zero. Dens største forskel er tilstedeværelsen af ​​en integreret Wi-Fi-chip med 802.11 b/g/n-protokollen og en kryptochip med understøttelse af SHA-256-algoritmen til at beskytte overførte data.

Vis #4 - Mega familie modeller

Nogle gange er det nødvendigt at bruge et stort antal sensorer og kontrollere et betydeligt antal enheder. For eksempel er dette nødvendigt for den automatiske drift af distribuerede klimaanlæg, som opretholder en vis temperatur for individuelle zoner.

For hvert lokalområde er det nødvendigt at overvåge aflæsningerne af to temperatursensorer (den anden bruges som en kontrol) og i overensstemmelse med algoritmen justere spjældets position, som bestemmer mængden af ​​varm luft, der kommer ind.

Hvis der er mere end 10 sådanne zoner i et sommerhus, skal der mere end 30 porte til for at styre hele systemet. Selvfølgelig kan du bruge flere Uno-type boards under fælles kontrol af et af dem, men det skaber yderligere skiftningsproblemer. I dette tilfælde er det tilrådeligt at bruge modeller af Mega-familien.

Størrelsen på Mega-familiebrætterne (101,5 x 53,4 cm) er større end de tidligere anmeldte modeller. Dette er en teknisk nødvendighed - ellers kan sådan et antal porte ikke placeres

Arduino Mega-kortet er baseret på en ret simpel 8-bit 16 MHz mikroprocessor atTMega1280.

Den har en stor mængde hukommelse:

• flashhukommelse: 128 KB;
• SRAM: 8 KB;
• EEPROM: 4 KB.

Men dens største fordel er tilstedeværelsen af ​​mange havne:

• antal digitale porte: 54;
• heraf med PWM-funktion: 15;
• antal analoge porte: 16.

Dette bord har to moderne varianter:

• Mega 2560 er baseret på atTMega2560-mikroprocessoren, kendetegnet ved en stor mængde flashhukommelse - 256 KB;
• Mega ADK er udover atTMega2560-mikroprocessoren udstyret med et USB-interface med mulighed for at oprette forbindelse til enheder baseret på Android-operativsystemet.

Arduino Mega ADK-modellen har én funktion. Når du tilslutter en telefon til en USB-indgang, er følgende situation mulig: Hvis telefonen skal oplades, begynder den at "trække" den fra kortet. Derfor er der et ekstra krav til elkilden - den skal give en strøm på 1,5 ampere. Ved strømforsyning via batterier skal denne tilstand tages i betragtning.

Du kan lave autonom strømforsyning til Arduino ved hjælp af tilsluttede batterier eller akkumulatorer.Ved at kombinere serielle og parallelle forbindelser kan du opnå den ønskede spænding og lange driftstid

Due er en anden model fra Arduino, der kombinerer kraften fra en mikroprocessor med et stort antal porte.

Dens egenskaber er som følger:

• processor: Atmel SAM3X8E (32 bit, 84 MHz);
• antal digitale porte: 54;
• heraf med PWM-funktion: 12;
• antal analoge porte: 14;
• flashhukommelse: 512 KB;
• SRAM: 96 KB;
• EEPROM: nej.

De analoge kontakter på dette board kan fungere både i den sædvanlige 10-bit opløsning til Arduino, som er lavet til kompatibilitet med tidligere modeller, og i 12-bit, som giver dig mulighed for at modtage et mere præcist signal.

Funktioner ved modulinteraktion via porte

Alle moduler, der skal tilsluttes kortet, har mindst tre udgange. To af dem er strømledninger, dvs. "jord", samt en spænding på 5 eller 3,3 V. Den tredje ledning er logisk. Den sender data til porten. For at forbinde modulerne bruges specielle ledninger grupperet i grupper af 3, som nogle gange kaldes jumpere.

Da Arduino-modeller normalt kun har 1 spændingsport og 1-2 jordporte, skal du for at forbinde flere enheder enten lodde ledninger eller bruge breadboards.

Du kan tilslutte ikke kun strøm og porte på Arduino-kortet til breadboardet, men også andre elementer, såsom modstand, registre osv.

Lodning er mere pålidelig og bruges i enheder, der er udsat for fysisk påvirkning, såsom kontroltavler til robotter og quadcoptere. For et smart hjem er det bedre at bruge udviklingstavler, da det er nemmere både ved installation og ved afmontering af modulet.

Nogle modeller (for eksempel Arduino Zero og MKR1000) har en driftsspænding på 3,3 V, så hvis en højere værdi anvendes på portene, kan kortet blive beskadiget. Alle oplysninger om strømforsyning er tilgængelige i den tekniske dokumentation for enheden.

Tilføjelsestavler (skjolde)

For at øge mulighederne for bundkort bruges Shields - yderligere enheder, der udvider funktionaliteten. De er fremstillet til en bestemt formfaktor, som adskiller dem fra moduler, der er forbundet til porte. Skjolde er dyrere end moduler, men det er nemmere at arbejde med dem. De er desuden udstyret med færdige biblioteker med kode, som fremskynder udviklingen af ​​dine egne styringsprogrammer til et smart hjem.

Proto og sensor skjolde

Disse to standard skjolde tilføjer ikke nogen speciel funktionalitet. De bruges til mere kompakt og bekvem tilslutning af et stort antal moduler.

Proto Shield er en næsten komplet kopi af originalen med hensyn til porte, og du kan lime et udviklingskort i midten af ​​modulet. Dette gør det lettere at samle strukturen. Sådanne tilføjelser findes til alle Arduino boards i fuld længde.

Proto Shield er placeret oven på bundkortet. Dette øger strukturens højde lidt, men sparer meget plads i flyet

Men hvis der er mange enheder (mere end 10), så er det bedre at bruge dyrere Sensor Shield-omskifterkort.

De har ikke et bradboard, men alle portstifter forsynes individuelt med strøm og jord. Dermed undgår du at blive viklet ind i ledninger og jumpere.

Overfladearealet af bundkortet og sensorkortene er det samme, men der er ingen chips, kondensatorer og andre elementer på skjoldet. Dette frigør en masse plads til fulde forbindelser.

Dette board har også stik til nemt at forbinde flere moduler: Bluetoots, SD-kort, RS232 (COM-port), radio og ultralyd.

Tilslutning af hjælpefunktion

Skjolde med funktionalitet integreret i dem er designet til at løse komplekse, men typiske problemer. Hvis du har brug for at implementere originale ideer, er det bedre at vælge et passende modul.

Motorskjold. Den er designet til at styre hastigheden og rotationen af ​​laveffektmotorer. Den originale model er udstyret med én L298-chip og kan drive to DC-motorer eller én servo på samme tid. Der er også en kompatibel tredjepartsdel, der har to L293D-chips med mulighed for at kontrollere dobbelt så mange drev.

Relæskjold. Et ofte brugt modul i smart home-systemer. Et kort med fire elektromekaniske relæer, som hver tillader passage af strøm med en kraft på op til 5A. Dette er nok til automatisk at tænde og slukke for kilowatt-enheder eller belysningslinjer designet til 220 V vekselstrøm.

LCD skjold. Giver dig mulighed for at vise information på en indbygget skærm, som kan opgraderes til en TFT-enhed. Denne udvidelse bruges ofte til at lave vejrstationer med temperaturaflæsninger i forskellige opholdsrum, udhuse, garager samt temperatur, luftfugtighed og vindhastighed udenfor.

LCD-skærmen har indbyggede knapper, der giver dig mulighed for at programmere informationsrulning og vælge handlinger for at sende kommandoer til mikroprocessoren

Datalogging Shield. Modulets hovedopgave er at optage data fra sensorer på et fuldformat SD-kort op til 32 Gb med understøttelse af FAT32-filsystemet. For at optage til et micro SD-kort skal du købe en adapter.Dette skjold kan bruges som informationslagring, for eksempel ved optagelse af data fra en DVR. Fremstillet af det amerikanske firma Adafruit Industries.

SD-kort skjold. En enklere og billigere version af det forrige modul. Mange producenter producerer sådanne udvidelser.

Ethernet Shield. Officielt modul til at forbinde Arduino til internettet uden en computer. Der er en slot til et micro SD-kort, som giver dig mulighed for at optage og sende data via World Wide Web.

Wi-Fi skjold. Tillader trådløs udveksling af information med understøttelse af krypteringstilstand. Tjener til at oprette forbindelse til internettet og enheder, der kan styres via Wi-Fi.

GPRS skjold. Dette modul bruges normalt til at kommunikere mellem et smart hjem og dets ejer via mobiltelefon via SMS-beskeder.

Smart home moduler

Tilslutning af moduler fra tredjepartsproducenter og muligheden for at arbejde med dem ved hjælp af det indbyggede programmeringssprog er den største fordel ved det åbne Arduino-system sammenlignet med "brandede" smart home-løsninger. Det vigtigste er, at modulerne har en beskrivelse af de modtagne eller transmitterede signaler.

Måder at få information på

Informationsinput kan ske via digitale eller analoge porte. Det afhænger af typen af ​​knap eller sensor, der modtager informationen og sender den til tavlen.

For et computerprogram svarer et digitalt signal til perioder med "0" og "1", og et analogt signal bestemmer rækkevidden af ​​værdier i overensstemmelse med dets dimension

Et signal til mikroprocessoren kan sendes af en person, der bruger to metoder til dette:

• Tryk på en knap (tast). Den logiske ledning går i dette tilfælde til den digitale port, som modtager værdien "0", hvis knappen slippes og "1", hvis den trykkes ned.
• Drejning af det roterende potentiometer (modstand) hætten eller skift af motorhåndtaget. I dette tilfælde går den logiske ledning til den analoge port. Spændingen går gennem en analog-til-digital konverter, hvorefter dataene går til mikroprocessoren.

Knapper bruges til at starte en begivenhed, for eksempel tænde og slukke for lys, varme eller ventilation. Drejeknapper bruges til at ændre intensiteten - øge eller mindske lysstyrken af ​​lyset, lydstyrken eller ventilatorbladenes rotationshastighed.

Et potentiometer er en simpel enhed, så det er meget billigt. Dens vigtigste egenskaber er elektrisk modstand og rotationsvinkel

Sensorer bruges til automatisk at bestemme miljøparametre eller oprindelsen af ​​en hændelse.

Følgende typer er mest efterspurgte til drift af smarte hjem:

• Lydsensor. Digitale versioner af denne enhed bruges til at aktivere en begivenhed ved hjælp af klap eller stemme. Analoge modeller giver dig mulighed for at genkende og behandle lyd.
• Lyssensor. Disse enheder kan fungere i både synlige og infrarøde områder. Sidstnævnte kan bruges som brandvarslingssystem.
• Temperatur måler. Forskellige modeller bruges til indendørs og udendørs, da de udvendige er bedre beskyttet mod fugt. Der er også fjerntliggende enheder på ledningen.
• Luftfugtighedssensor. DHT11 modellen er velegnet til indendørs, og den dyrere DHT22 til udendørs. Begge enheder kan også levere temperaturaflæsninger. Tilslut til en digital port.
• Lufttrykssensor. Analoge barometre fra Bosh har vist sig at fungere godt med Arduino-kort: bmp180, bmp280. De måler også temperatur.Modellen bme280 kan kaldes en vejrstation, da den også giver en ekstra fugtværdi.
• Bevægelses- og tilstedeværelsessensorer. De bruges til sikkerhedsformål eller til automatisk at tænde lys.
• Regnsensor. Reagerer på vand, der trænger ind i overfladen. Den kan også bruges til at udløse en alarm for utætheder i VVS- eller varmekredsen.
• Strømsensor. De bruges til at detektere ikke-fungerende elektriske apparater (udbrændte lamper) eller til at analysere spænding for at forhindre overbelastning.
• Gaslækagesensor. Bruges til at detektere og reagere på øgede koncentrationer af propan.
• Kuldioxid sensor. Det bruges til at bestemme koncentrationen af ​​kuldioxid i stuer og i specielle rum, såsom vinkældre, hvor gæringen sker.

Der findes mange flere forskellige sensorer til specifikke opgaver, for eksempel til måling af vægt, vandstrømningshastighed, afstand, jordfugtighed mv.

Nogle sensorer, såsom vindmåleren, der måler vindhastighed og retning, er komplekse elektromekaniske instrumenter

Mange sensorer og sensorer kan fremstilles uafhængigt ved hjælp af enklere komponenter. Det vil koste mindre. Men i modsætning til brugen af ​​serielle enheder skal du bruge tid på kalibrering.

Kontrol af enheder og systemer

Ud over at indsamle og analysere information skal et "smart hjem" reagere på nye begivenheder. Tilstedeværelsen af ​​avanceret elektronik på moderne husholdningsapparater giver dig adgang til dem direkte ved hjælp af Wi-Fi, GPRS eller EtherNet. Typisk implementerer Arduino-systemer skift mellem en mikroprocessor og højteknologiske enheder via Wi-Fi.

For at bruge Arduino til at tænde for klimaanlægget, når temperaturen i huset er høj, blokere tv og internet om natten på børneværelset eller starte varmekedlen, når ejerne ankommer, skal du udføre tre trin:

1. Installer Wi-Fi-modulet på bundkortet.
2. Find ubesatte frekvenskanaler for at undgå systemkonflikt.
3. Forstå enhedskommandoer og programhandlinger (eller brug færdige biblioteker).

Ud over at "kommunikere" med computeriserede enheder, opstår der ofte opgaver, der involverer at udføre nogle mekaniske handlinger. For eksempel kan du tilslutte et servodrev eller en lille gearkasse til kortet, som får strøm fra det.

Servodrevet består af en motor og flere gearkasser. Derfor kan den på trods af den lave strøm (5 V) udvikle en anstændig effekt, hvilket for eksempel er nok til at åbne et vindue

Hvis det er nødvendigt at tilslutte kraftige enheder, der opererer fra en ekstern strømkilde, bruges to muligheder:

1. Inkludering i relækredsløbet.
2. Tilslutning af strømafbryder og triac.

Inkluderet i et elektrisk kredsløb elektromagnetisk eller solid state relæ lukker og åbner en af ​​ledningerne i henhold til en kommando, der kommer fra mikroprocessoren. Deres hovedkarakteristik er den maksimalt tilladte strøm (for eksempel 40 A), der kan passere gennem denne enhed.

Hvad angår tilslutning af en strømafbryder (mosfet) til jævnstrøm og en triac til vekselstrøm, har de en lavere tilladt strøm (5-15 A), men kan jævnt øge belastningen. Det er til dette formål, at PWM-porte er tilvejebragt på kortene. Denne egenskab bruges ved regulering af lysstyrke, blæserhastighed osv.

Ved hjælp af relæer og strømafbrydere kan du fuldautomatisere alle elektriske kredsløb derhjemme og starte generatoren i mangel af strøm. Derfor er det på grundlag af Arduino muligt at implementere autonom levering af en lejlighed eller bygning, herunder alle særligt vigtige funktioner - opvarmning, vandforsyning, afløb, ventilation og sikkerhedssystem.

Vil du have, at dit hjem bliver smartere, men med programmering til "dig"? I dette tilfælde anbefaler vi at se på færdige løsninger fra Xiaomi og Apple, som er nemme at installere og konfigurere selv for en nybegynder. Og du kan indstille kommandoer og kontrollere deres implementering selv fra din smartphone.

Læs mere om smart home fra Xiaomi og Apple i følgende artikler:

• Xiaomi smart home: designfunktioner, oversigt over hovedkomponenter og arbejdselementer
• Apples smarte hjem: finesser til at organisere hjemmekontrolsystemer fra Apple-firmaet

Konklusioner og nyttig video om emnet

Et eksempel på et selvmonteret entry-level emne til et "smart hjem":

Åbenheden af ​​Arduino-platformen tillader brug af komponenter fra forskellige producenter. Dette gør det nemt at designe et "smart hjem", så det passer til brugerens behov. Derfor, hvis du har mindst mindre viden inden for programmering og tilslutning af elektroniske enheder, er dette system værd at være opmærksom på.

Er du bekendt med Arduino-platformen i praksis og ønsker at dele din oplevelse med nybegyndere i denne sag? Måske har du lyst til at supplere ovenstående materiale med nyttige anbefalinger eller kommentarer? Skriv dine kommentarer under denne publikation.

Hvis du har spørgsmål om at designe et automatiseret hjemmesystem baseret på Arduino, så spørg dem til vores eksperter og andre besøgende i blokken nedenfor.